-
Die Erfindung betrifft eine Ölfiltereinheit als Saugstromfiltereinheit als Getriebeölfiltereinheit oder Motorölfiltereinheit für Verbrennungsmotoren.
-
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Ölfiltereinheiten beziehungsweise Ölfilter in Form von Getriebeölfiltern oder Motorölfiltern für Verbrennungsmotoren bekannt. Der Begriff Getriebeöl umfasst im Allgemeinen und auch im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung auch so genanntes ATF-Fluid (Automatic Transmission Fluid).
-
Bekannte Filtereinheiten umfassen in der Regel ein- oder mehrteilige Filtergehäuse, in denen wenigstens ein Filtermedium angeordnet ist. Das Filtergehäuse ist im Allgemeinen mit einer Öleinlassöffnung und einer Ölauslassöffnung versehen.
-
Grundsätzlich ist es bekannt, Filtereinheiten als Saugölfiltervorrichtungen oder als Druckölfiltervorrichtungen zu konstruieren. Bei Saugölfiltervorrichtungen wird das zu filtrierende Öl von einer Pumpe beaufschlagt, durch das Filtermedium gesaugt. Hiervon unterschieden werden Druckölfiltervorrichtungen, bei denen das zu filtrierende Öl von einer Pumpe beaufschlagt durch das Filtermedium gedrückt wird.
-
Um insbesondere bei kalten Betriebszuständen des Motors beziehungsweise der Brennkraftmaschine das Filtermedium von zu hohen Öldrücken freizuhalten, enthalten Druckölfiltereinrichtungen in der Regel ein Bypassventil, sodass den Motorschmierstellen oder Getriebeschmierstellen bei niedrigen Öltemperaturen zunächst ungefiltertes Öl zugeführt wird. Darüber hinaus sind Druckölfilter häufig im Nebenstrom der Pumpe angeordnet, sodass verunreinigtes Öl erst nach und nach gereinigt wird (partial flow-Prinzip). Aus diesem Grund ist es zweckmäßig und sinnvoll, sogenannte Saugölfiltereinheiten zu verbauen, insbesondere auch deshalb, weil Saugölfilter eine vollständige Filtration des Fluids in Strömungsrichtung vor der Pumpe ermöglichen. Dabei müssen die Filtermedien insbesondere in Hinsicht auf Druckverlust bei der Filtration, Filtrationseffizienz und Schmutzaufnahmevermögen verbessert werden.
-
Es ist bekannt, mehrschichtige Filtermaterialien einzusetzen beziehungsweise Filtersysteme bereitzustellen, die mehrere Filtertaschen oder mehrere Filtermateriallagen umfassen. Man strebt mit diesen mehrschichtigen Filtermaterialien eine so genannte Serienfiltration an, bei der zunächst die groben Partikel über ein oder mehrere Filtermedien abgeschieden werden und die feinen Partikel anschließend über ein oder mehrere andere Filtermedien abgeschieden werden. Derartige Verbundfilter werden derzeit bereits in Getrieben eingesetzt. Es handelt sich dabei in der Regel um Verbundfiltermedien, die aus Filterfliesen und Filtergewebematerialien bestehen, die mittels eines Klebstoffs thermisch verbunden werden.
-
In der
US 2012/0012517 A1 ist eine Ölfiltereinheit beschrieben, die über eine Filtertasche und eine zusätzliche Filtermateriallage das hindurchtretende Fluid filtert. Hierbei werden zwei unterschiedliche Filtermaterialien verwendet. Ein Nachteil dieses Filtersystems sind verhältnismäßig lange Fließwege, wodurch ein relativ hoher Druckverlust entsteht. Insbesondere bei Saugölfiltern ist konstruktiv zu beachten, diese mit möglichst geringen Druckverlusten auszulegen, was im Widerspruch zu der Forderung nach einer hohen Filtereffizienz steht.
-
Eine Ölfiltereinheit nach Oberbegriff von Anspruch 1 ist beispielsweise aus der US 2012 / 0 285 901 A1 bekannt.
-
Eine andere Ölfiltereinheit ist aus der US 2009 / 0 184 036 A 1 bekannt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölfiltereinheit als Saugstromfiltereinheit bereitzustellen, die bei hoher Filtrationseffizienz gleichzeitig verhältnismäßig geringe Druckverluste für das zu filternde Fluid erzeugt.
-
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Ölfiltereinheit als Saugstromfiltereinheit und als Getriebeölfiltereinheit oder als Motorölfiltereinheit für Verbrennungsmotoren bereitgestellt, mit einem Ölfiltergehäuse, das einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei innerhalb des Ölfiltergehäuses wenigstens ein erstes, ein zweites und ein drittes Filtermedium angeordnet ist, die Filtermedien mit Abstand zueinander angeordnet sind, die Filtermedien wenigstens eine erste und eine zweite Filterkammer begrenzen, das erste und das zweite Filtermedium mit einem ersten Filterbypass versehen sind, der erste Filterbypass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen dem Einlass und der zweiten Filterkammer oder zwischen dem Einlass und einer weiteren Filterkammer definiert, das zweite und das dritte Filtermedium einen zweiten Filterbypass aufweisen und der zweite Filterbypass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen der ersten Filterkammer und dem Auslass bildet.
-
Diese Anordnung hat den Vorzug, dass die Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung drei oder mehr Filtermedien aufweisen kann, wobei gleichzeitig die Anordnung der Filtermedien dergestalt ist, dass verhältnismäßig kurze Fließwege entstehen, wobei über mindestens drei in Bezug auf die Filterpermeabilität vorzugsweise verschiedene Filtermedien gezielter Einfluss auf die Filterkapazität und die Ölreinheit genommen werden kann.
-
Grundsätzlich kann die Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung Filtermedien gleicher Art und/oder gleicher Permeabilität umfassen. Eine Anordnung von mehreren Filtermedien gleicher Permeabilität nach dem vorstehenden Prinzip hat den Vorzug einer erhöhten Schmutzaufnahmekapazität. In der Regel sinkt der Differenzdruck bei einem Filteraufbau dieser Art.
-
Die Filtermedien sind so angeordnet, dass das durch den Einlass in das Ölfiltergehäuse eintretende Fluid (das heißt Getriebeöl, Motoröl oder ATF-Fluid) jedenfalls einer vollständigen Filtration unterzogen wird.
-
Die Filtermedien und die Filterbypässe sind so angeordnet, dass zwischen den Filtermedien ein Labyrinth entsteht, bei dem beispielsweise das hochviskose, kalte Fluid den denkbar kürzesten Strömungsweg vom Einlass durch das gröbste Filtermedium nehmen kann, wobei mit abnehmender Viskosität eine zunehmend feinere Filtration stattfindet, wenn die Filtermedien eine unterschiedliche Permeabilität aufweisen.
-
Jedenfalls ist die Anordnung der Filtermedien so, dass auch bei unterschiedlichen Filtermedien mehrere Filtermedien parallel durchströmt werden, wobei dann im Wesentlichen das gröbste Filtermedium den Druckverlust innerhalb der Ölfiltereinheit bei kaltem Fluid bestimmt und die sogenannte „Minimalfiltration“ definiert.
-
Die hydraulische Schaltung der Filtermedien ist so gewählt, dass von mehreren Filtermedien wenigstens eines in Reihe zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist, hingegen jedes weitere Filtermedium parallel durchströmbar ist. Zu keiner Zeit kann Fluid ungefiltert die Ölfiltereinheit verlassen.
-
Der Begriff Filtermedium im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst Filtervliese, Filtergewebe, Filterfilze, Filternetze, Filtersiebe, einschließlich Metallfiltersieben, Kunststofffiltersieben, porösen Filterkörpern aus Metall oder Kunststoff und dergleichen. Die Filtermedien können gefaltet oder auch als ebene Lagen ausgebildet sein.
-
Der Begriff „Filtermedium“ im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet insbesondere eine Filterlage oder Filterpackung, beispielsweise können zwei Filterlagen auch durch eine einzige Filtertasche gebildet werden. Eine Filterpackung ist eine mehrlagige Anordnung von unmittelbar aufeinanderliegenden Filterschichten oder Filterlagen, beispielsweise als Kombination eines Filterfilzes und eines Filtergewebes.
-
Unter einem Filterbypass im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Bypassöffnung durch das betreffende Filtermedium zu verstehen, durch die das Fluid vollständig oder größtenteils ungefiltert durchtreten kann.
-
Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei der Filterkammern unmittelbar an einander grenzen und durch wenigstens eines der Filtermedien in Fluidverbindung mit einander stehen, sodass das zu filternde Fluid je nach Viskosität den einen oder anderen Strömungsweg beschreiben kann.
-
Vorzugsweise sind drei verschiedene Filtermedien zwischen einer Oberschale und einer Unterschale des Ölfiltergehäuses mit Abstand zueinander fixiert, wobei durch ein mehrteiliges Kanalsystem einerseits ein Ansaugraum des Ölfiltergehäuses mit einer Filterkammer in direkter Verbindung steht und andererseits eine andere Filterkammer mit einem in den Auslass des Ölfiltergehäuses mündenden Raum ebenfalls in direkter Fluidverbindung steht.
-
Wenn beispielsweise das erste Filtermedium gröber als das zweite und dritte Filtermedium ist, kann ein größerer Teilstrom des Fluids durch das erste Filtermedium hindurch in die erste Filterkammer und von dort ohne weitere Filtration auf kürzestem Wege zum Auslass gelangen.
-
Grundsätzlich kann die Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung mehr als drei räumlich hintereinander angeordnete Filtermedien nach dem gleichen Prinzip umfassen, ohne die Druckverluste in der Ölfiltereinheit nennenswert zu erhöhen. Der konstruktiv begrenzende Faktor ist lediglich der von der Ölfiltereinheit beanspruchte Bauraum.
-
Bei einer bevorzugten Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Stützelement vorgesehen, dass einen ersten und einen zweiten Befestigungskragen aufweist, wobei der erste Befestigungskragen das erste und das zweite Filterelement zueinander auf Abstand hält und wobei der zweite Befestigungskragen das zweite und das dritte Filtermedium zueinander auf Abstand hält. Jeder der Befestigungskragen kann beispielsweise einen Befestigungsflansch aufweisen, an dem das jeweilige Filtermedium befestigt ist.
-
Bei einer zweckmäßigen Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist das Stützelement als Stützgitter ausgebildet, das beispielsweise das zweite Filtermedium im Wesentlichen flächig unterstützt.
-
Das Stützelement kann beispielsweise mit Stützkörpern versehen sein, die sich in wenigstens eine der Filtrationskammern erstrecken. Diese Stützkörper können beispielsweise in Form von Stützrippen oder anders geformten Stützelementen ausgebildet sein. Die Stützrippen können jeweils die Funktion von Abstandshaltern und Stützelementen für die angrenzenden Filtermedien erfüllen.
-
Die Stützrippen können bevorzugt auch als Strömungsleitkörper ausgebildet sein, die ein bestimmtes Fließverhalten des Fluids innerhalb der Filterkammern erzeugen.
-
Das Stützelement beziehungsweise Stützgitter kann einstückig aus thermoplastischem Kunststoff ausgebildet sein. Die Stützkörper beziehungsweise die Stützrippen und/oder die Befestigungskragen können an das Stützelement einstückig angeformt sein.
-
Bei einer zweckmäßigen und vorteilhaften Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filtermedien jeweils eine unterschiedliche Permeabilität aufweisen.
-
Bevorzugt ist das zweite Filtermedium feiner als das erste Filtermedium und das dritte Filtermedium feiner als das zweite Filtermedium.
-
Zweckmäßigerweise sind die Filterkammern in Durchströmungsrichtung vom Einlass zum Auslass hintereinander angeordnet.
-
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Befestigungskragen eine Öffnung in den Filtermedien begrenzen, wobei der erste Befestigungskragen den ersten Filterbypass und der zweite Befestigungskragen den zweiten Filterbypass bildet.
-
Um eine möglichst kompakte Bauweise der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Befestigungskragen einen Teil einer Durchführung durch das Stützelement bilden, wobei jeder Befestigungskragen einen geschlossenen Strömungskanal durch die Durchführung begrenzt. Die durch die Durchführung durchgeführten Strömungskanäle besitzen so eine gemeinsame Trennwand.
-
Die Befestigungskragen können jeweils Teilkreissegmente einer kreisförmigen Durchführung durch das Stützelement begrenzen.
-
Alternativ kann vorgesehen sein, dass jeder Befestigungskragen eine separate Durchführung durch das Stützelement bildet.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist ein weiteres Filtermedium vorgesehen, das vorzugsweise mit Abstand zu einem der ersten, zweiten oder dritten Filtermedien angeordnet ist.
-
Beispielsweise können das dritte und ein viertes Filtermedium als weiteres Filtermedium oder das vierte und das erste Filtermedium mit einem dritten Filterbypass versehen sein, der durch einen Befestigungskragen gebildet wird, der das dritte und das vierte oder das erste und das vierte Filtermedium auf Abstand zueinander hält.
-
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das dritte und vierte Filtermedium oder das erste und das vierte Filtermedium eine dritte Filterkammer begrenzen. Einer Filterkammer im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise auch durch eine Filtertasche gebildet werden.
-
Bei einer Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwei benachbarte Filtermedien jeweils als Filtertasche ausgebildet sind.
-
Bei der zuvor beschriebenen Variante der Ölfiltereinheit bildet zweckmäßigerweise der Einlass des Ölfiltergehäuses einen in das Ölfiltergehäuse vorstehenden Befestigungskragen aus, der ein Filtermedium auf Abstand zu dem Ölfiltergehäuse hält.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Ölfiltereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Stützelements der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung, wobei die dem Auslass des Ölfiltergehäuses zugewandte Seite dem Betrachter zugekehrt ist,
- 3 eine perspektivische Unteransicht des Stützelements in 2,
- 4 eine Draufsicht auf das Stützelement gemäß 2 und 3,
- 5 eine Schnittansicht durch das Stützelement entlang der Linien X-X in 4,
- 6 eine schematische Darstellung der Einbausituation der Ölfiltereinheit in einer Ölwanne eines Kraftfahrzeuges,
- 7 eine alternative Ausgestaltung des Stützelements der Ölfiltereinheit,
- 8 eine Schnittansicht durch das Stützelement entlang der Linien Y-Y in 7,
- 9 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung und
- 10 ein hydraulisches Ersatzschaltbild einer Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung mit einer Vielzahl von Filtermedien beziehungsweise Filterlagen.
-
Eine Ölfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung ist beispielsweise in 1 dargestellt. Die Ölfiltereinheit 1 umfasst ein Filtergehäuse, das aus einer Unterschale 2 und einer Oberschale 3 zusammengesetzt ist. Die Unterschale 2 und die Oberschale 3 können beispielsweise aus Metall oder glasfaserverstärktem, thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid ausgebildet sein.
-
Die Oberschale 2 und die Unterschale 3 sind vorzugsweise randseitig unter Einspannung der Filtermedien miteinander verschraubt und/oder verschweißt und/oder verbördelt.
-
Die Unterschale 2 ist mit einem Einlass für das zu filternde Fluid versehen, die Oberschale 3 ist mit einem Auslass 5 für das zu filternde Fluid versehen. Der Auslass 5 der Ölfiltereinheit 1 ist beispielsweise an einen Saugstutzen einer Ölförderpumpe (nicht dargestellt) angeschlossen.
-
Zwischen der Unterschale 2 und der Oberschale 3 sind aus Richtung des Einlasses 4 betrachtet mit Abstand zueinander ein erstes Filtermedium 6, ein zweites Filtermedium 7 und ein drittes Filtermedium 8 angeordnet, das erste, zweite und das dritte Filtermedium 6, 7, 8 sind, wie vorstehend bereits erwähnt, randseitig umlaufend zwischen Befestigungsflanschen 16 der Ölfiltereinheit 1 eingespannt. Diese sind innerhalb der Ölfiltereinheit 1 mit Abstand zueinander gehalten.
-
Mit dem Bezugszeichen 9 ist ein Stützgitter bezeichnet, das ebenfalls randseitig zwischen den Befestigungsflanschen 16 des Ölfiltergehäuses gehalten wird. Das Stützgitter 9 nimmt das zweite Filtermedium 7 auf beziehungsweise unterstützt dieses und erstreckt sich in einer Ebene zwischen dem ersten Filtermedium 6 und dem dritten Filtermedium 8 und parallel dazu.
-
Eine erste Variante des Stützgitters 9 ist beispielsweise in den 2 bis 4 dargestellt.
-
Das Stützgitter umfasst eine Vielzahl von nicht näher bezeichneten Gitteröffnungen sowie Stützrippen 10, die beispielsweise einstückig an das Stützgitter 9 angeformt sein können. Das Stützgitter 9 umfasst weiterhin eine Durchführung 11a, die zwei Fluidkanäle 11 und 12 aufnimmt. An das Stützgitter 9 sind im Bereich der Durchführung 11a ein erster Befestigungskragen 13a und ein zweiter Befestigungskragen 15a angeformt, wobei sich der Befestigungskragen 13a auf der dem Einlass 4 zugewandten Seite des Stützgitters 9 erstreckt und der Befestigungskragen 15a auf der dem Auslass 5 zugewandten Seite des Stützgitters 9 erstreckt. Die Befestigungskragen 13a und 15a definieren jeweils Fluidkanäle 11 und 12 durch die Durchführung 11a, die durch einen gemeinsamen Wandabschnitt des Befestigungskragens 13a und des Befestigungskragens 15a voneinander getrennt sind.
-
Im Bereich der Durchführung 11a bildet das Stützgitter 9 in der Ebene der Gitteröffnungen einen Befestigungsflansch 14 für das zweite Filtermedium 7 aus, der Befestigungskragen 15a bildet einen Befestigungsflansch 15 für das dritte Filtermedium aus und der Befestigungskragen 13a bildet einen Flansch 13 für das erste Filtermedium 6 aus.
-
Die Flansche 13, 14 und 15 sind jeweils fluchtend zu entsprechenden Öffnungen in den Filtermedien 6, 7 und 8 angeordnet. Die Filtermedien 6, 7, 8 können beispielsweise mit den Flanschen 13, 14 und 15 verklebt und/oder verschweißt sein.
-
Befestigungskragen 13a hält im Wesentlichen das erste Filtermedium 6 auf Abstand zu dem zweiten Filtermedium 7, wohingegen der Befestigungskragen 15a im Wesentlichen das dritte Filtermedium 8 auf Abstand zu dem zweiten Filtermedium 7 hält.
-
Der Kanal 11 begrenzt eine Bypassöffnung durch das erste und zweite Filtermedium 6, 7, wohingegen der Kanal 12 eine Bypassöffnung durch das zweite und dritte Filtermedium 7, 8 begrenzt.
-
Das erste und das zweite Filtermedium 6 und 7 umschließen teilweise eine erste Filterkammer 67, wohingegen das zweite Filtermedium 7 und das dritte Filtermedium 8 eine zweite Filterkammer 78 teilweise umschließen.
-
Der Fluidkanal 11 erstreckt sich durch das erste und durch das zweite Filtermedium 6, 7 in die zweite Filterkammer 78 und bildet somit einen Filterbypass für das erste und das zweite Filtermedium 6, 7, so dass das am Einlass 4 eintretende Fluid vom Einlass 7 unter Überbrückung der ersten Filterkammer 67 direkt, das heißt ohne Filtration, in die zweite Filterkammer 78 eingeleitet wird.
-
Der Fluidkanal 12 erstreckt sich von der ersten Filterkammer 67 unmittelbar in einen Raum des Ölfiltergehäuses oberhalb des dritten Filtermediums 8, sodass der Fluidkanal 12 eine filterfreie Fluidverbindung zwischen der ersten Filterkammer 67 und dem Auslass 5 bildet. Das Fluid gelangt ohne weitere Filtration aus der ersten Filterkammer 67 in den Auslass 5.
-
Durch den Einlass 4 eintretendes Fluid gelangt über den Fluidkanal 11 unter Überbrückung des ersten Filtermediums 6 unmittelbar in die zweite Filterkammer 78, innerhalb derer sich das Fluid verteilt. Den weiteren Weg zum Auslass 5 der Ölfiltereinheit 1 kann das Fluid von dort nur durch das dritte Filtermedium 8 hindurch durch beschreiben, dieses wird also vollständig einer Filtration unterzogen. Aus der zweiten Filterkammer 78 kann das Fluid gleichzeitig durch das zweite Filtermedium 7 hindurch in die erste Filterkammer 67 gelangen.
-
Von der ersten Filterkammer 67 kann das Fluid durch den Fluidkanal 12 unmittelbar in den Raum oberhalb des dritten Filtermediums 8 gelangen, das heißt von der ersten Filterkammer 67 kann das Fluid ohne weitere Filtration den Weg zum Auslass 5 der Ölfiltereinheit 7 beschreiben.
-
Das erste Filtermedium 6 ist weniger dicht als das zweite Filtermedium 7, das zweite Filtermedium 7 ist weniger dicht als das dritte Filtermedium 8.
-
Bei hoher Viskosität des Fluids, das heißt bei geringer Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine oder niedriger Betriebstemperatur des Fluids kann dieses einen Weg unmittelbar vom Einlass 4 durch das erste Filtermedium 6 hindurch in die erste Filterkammer 67 und von dort aus ohne weitere Filtration durch den Fluidkanal 12 zum Auslass 5 beschreiben. Das Fluid kann den Weg des geringsten Widerstandes durch das erste Filtermedium 6 hindurch nehmen. Parallel strömt das Fluid auch vom Einlass 4 unmittelbar in die zweite Filterkammer 78 und von dort beispielsweise durch das zweite Filtermedium 7 hindurch in die erste Filterkammer 67. Weiterhin parallel dazu kann das in die zweite Filterkammer 78 eintretende Fluid auch durch das dritte Filtermedium 8 hindurchtreten, welches noch feiner ist.
-
Alle Filtermedien 6,7,8 werden parallel durchströmt, wobei mit zunehmender Temperatur und mit abnehmender Viskosität des Fluids die feineren Filtermedien bzw. die Filtermedien geringerer Permeabilität stärker durchströmt werden.
-
Für jeden Viskositätsgrad bietet die Ölfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung den kürzest möglichen Durchströmungsweg bei entsprechender Wahl der Feinheit des Filtermediums. Grundsätzlich können Filterbypässe oder Fluidkanäle, die einen Filterbypass bilden auch in einer Ebene der Filteranordnung mehrfach vorhanden sein. Das ist unter anderem dann vorteilhaft, wenn das Filtergehäuse mehrere Einlässe und/oder Auslässe aufweist.
-
Bei der Variante des Stützgitters 9 gemäß den 3 bis 5 sind die Fluidkanäle 11 und 12 in einer einzigen Durchführung 11a des Stützgitters 9 ausgebildet.
-
Wie eingangs bereits erwähnt, können die Fluidkanäle 11 und 12 jeweils separate Durchführungen durch das Stützgitter 9 bilden. Diesbezüglich wird auf die 7 verwiesen, in der das Stützgitter mit dem Bezugszeichen 19 versehen ist, der Fluidkanal vom Einlass 4 in die zweite Filterkammer mit dem Bezugszeichen 111 und der Fluidkanal von der ersten Filterkammer 67 zum Einlass 4 mit dem Bezugszeichen 112 versehen ist. Die Flansche sind mit dem Bezugszeichen 114 und 115 bezeichnet.
-
Die 6 zeigt die Ölfiltereinheit 1 in der Einbausituation in der Ölwanne 26 eines Kraftfahrzeuges. Es ist im Rahmen der Erfindung, dass die Ölfiltereinheit 1 als separate Einheit außerhalb der Ölwanne eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein kann.
-
Die Ölwanne 26 kann als Getriebeölwanne oder als Motorölwanne ausgebildet sein.
-
Die Ölwanne 26 umfasst beispielsweise einen umlaufenden, einen Aufnahmeraum begrenzenden Haltesteg 24, auf den die Befestigungselemente 18 der Ölfiltereinheit 1 aufgesetzt sind. Die Verbindung kann durch Schrauben, Kleben oder Schweißen erfolgen. Innerhalb des Haltestegs 24 ist eine Einlauföffnung 25 ausgespart, aus der das Fluid innerhalb der Ölwanne 26 in einen Aufnahmeraum 23 unterhalb der Ölfiltereinheit 1 eintreten kann.
-
Wie dies in den 1 und 6 angedeutet ist, kann beispielsweise die Oberschale 3 mit der Ölfiltereinheit 1 weitere Stützrippen 17 beispielsweise für das dritte Filtermedium 8 aufweisen.
-
Es wird nunmehr Bezug genommen auf die 9 und 10, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ölfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung veranschaulichen.
-
In diesem Ausführungsbeispiel sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel gemäß 9 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß 1, mit dem Unterschied, dass die Ölfiltereinheit 1 als weiteres Filtermedium ein viertes Filtermedium 27 umfasst, welches sich mit Abstand unterhalb des ersten Filtermediums 6 und parallel zu diesem innerhalb des Ölfiltergehäuses erstreckt. Die Zahlwörter „erstes, zweites drittes“ bezeichnen der Reihe nach räumlich in Richtung vom Einlass 4 zum Auslass 5 hintereinander angeordnete Filtermedien, das vierte Filtermedium ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das räumlich dem Einlass 4 nächstliegende, dieses kann aber auch dem Auslass 5 nächstliegend angeordnete sein.
-
Das vierte Ölfiltermedium 27 ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gröber als das erste Filtermedium 6, welches wiederum gröber ist als das dritte Filtermedium 8.
-
Innerhalb des Ölfiltergehäuses begrenzt das vierte Filtermedium 27 mit dem ersten Filtermedium 6 eine dritte Filterkammer 276. Weiterhin ist ein dritter Befestigungskragen 28 vorgesehen, der das vierte Filtermedium 27 und das erste Filtermedium 6 durchsetzt und der das erste Filtermedium 6 und das vierte Filtermedium 27 auf Abstand zueinander hält. Der dritte Befestigungskragen 28 bildet einen dritten Fluidkanal 29, der in die erste Filterkammer 67 mündet und einen Filterbypass für das vierte 27 und erste Filtermedium 6 bildet.
-
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Unterschale 2 im Bereich des Einlasses einen in das Ölfiltergehäuse 1 vorstehenden Stützkragen 30 aufweist, der das vierte Filtermedium 27 und die Unterschale 2 auf Abstand zueinander hält. Der Stützkragen 30 ist mit einem umlaufenden Flansch 31 versehen, an dem das vierte Filtermedium 27 befestigt ist. Eine Öffnung in dem vierten Filtermedium 27 ist fluchtend zu dem Einlass 4 ausgerichtet, sodass das Fluid durch den Einlass 4 zunächst ungefiltert in die dritte Filterkammer 276 gelangt. Bei hoher Viskosität des Fluids und dementsprechend niedriger Betriebstemperatur kann das Fluid durch das vierte Filtermedium 27 hindurchtreten und gelangt von dort ohne weitere Filterung durch den Kanal 29 in die erste Filterkammer 67.
-
In den Zeichnungen veranschaulichen die feinen gestrichelten Linien die möglichen Fließwege des Fluids.
-
Aus der ersten Filterkammer 67 gelangt das Fluid durch den Kanal 12 weiterhin ungefiltert zum Auslass 5. Bei zunehmender Viskosität tritt das Fluid, das auch über den Fluidkanal 11 in die zweite Filterkammer 78 gelangt, durch das zweite Filtermedium 7 in die erste Filterkammer 67 und wird folglich einer feineren Filtrationsstufe unterzogen. Von der ersten Filterkammer 67 gelangt das Fluid dann wiederum ohne weitere Filterung durch den Kanal 12 in den Auslass 5. Bei weiterhin zunehmender Viskosität des Fluids gelangt das Fluid von der dritten Filterkammer 276 über den Kanal 11 in die zweite Filterkammer 78 und von dort durch das dritte Filtermedium 8, durch welches es einer Feinstfiltration unterzogen wird, in den Raum oberhalb des dritten Filtermediums 8 und somit im folgenden ohne weitere Filtration in den Auslass 5.
-
Das zuvor erwähnte Prinzip lässt sich auf eine Anzahl von N Filtermedien erstrecken, wie beispielsweise in dem hydraulischen Ersatzschaltbild in 10 angedeutet ist.
-
Das Ersatzschaltbild gemäß 10 ist stark vereinfacht. In diesem sind die Filtermedien 6,7,27 mit den entsprechenden Bezugsziffern versehen, wobei „N“ für eine beliebige Anzahl hydraulisch parallel geschalteter Filtermedien bezeichnet. Die hydraulische Schaltung der Filtermedien ist so gewählt, dass von mehreren Filtermedien wenigstens eines in Reihe zwischen dem Einlass 4 und dem Auslass 5 angeordnet ist, hingegen jedes weitere Filtermedium parallel durchströmbar ist. In dem Schaltbild sind die Fluidkanäle 11,12,29 und N jeweils als Drossel dargestellt, wobei die Anzahl der Fluidkanäle N-1 beträgt, wenn die Anzahl der Filtermedien N beträgt.
-
Erfindungsgemäß sind unterschiedliche Filtermedien für unterschiedliche Druckbereiche und Viskositäten des Fluids bei geringem Druckverlust und bei einer erhöhten Schmutzaufnahmekapazität vorgesehen. Insbesondere durch die Anzahl der Filtermedien wird die Filterfläche erhöht, wodurch sich eine erhöhte Schmutzaufnahmekapazität der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ergibt. Erfindungsgemäß ist eine Kaskadierung der Filtermedien derart vorgesehen, dass ein Stromfaden des Fluids von unabhängig von der Anzahl der Filterstufen nur ein einziges Filtermedium passieren muss. Nach dem Hindurchtreten durch dieses Filtermedium gibt es einen direkten Weg zu dem Auslass 5 unter Umgehung aller übrigen Filtermedien.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Ölfiltereinheit
- 2
- Unterschale
- 3
- Oberschale
- 4
- Einlass
- 5
- Auslass
- 6
- Erstes Filtermedium
- 7
- Zweites Filtermedium
- 8
- Drittes Filtermedium
- 9
- Stützgitter
- 10
- Stützrippen
- 11a
- Durchführung
- 11, 12
- Fluidkanal
- 13a
- Erster Befestigungskragen
- 13, 14
- Flansch
- 15a
- Zweiter Befestigungskragen
- 15
- Flansch
- 16
- Befestigungsflansche der Ölfiltereinheit
- 17
- Stützrippen
- 18
- Befestigungselemente
- 19
- Stützgitter
- 23
- Aufnahmeraum
- 24
- Haltesteg
- 25
- Einlauföffnung
- 26
- Ölwanne
- 27
- Viertes Filtermedium
- 28
- Dritter Befestigungskragen
- 29
- Fluidkanal
- 30
- Stützkragen
- 31
- Flansch
- 67
- erste Filterkammer
- 78
- Zweite Filterkammer
- 276
- Dritte Filterkammer
- 111
- Fluidkanal
- 112
- Fluidkanal
- 114
- Flansch
- 115
- Flansch
- N
- Anzahl der Fluidkanäle
